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  • 二、通過MALS測定分子量

     

    顧名思義,MALS是對分子從多個角度進行光強度測量,而并非局限在單一角度。這些測量結果可用于建立散射光隨入射角度變化的函數模型,從而推斷出0°入射光時的散射光強度.

     

    這種推斷需要采用紀尼厄圖(也常稱作德拜曲線圖)來完成。圖1為瑞利比(Rayleigh ratio)圖,即散射光強度值對入射光角度的函數曲線圖。圖中的y截距即為入射光在0°時的光散射強度,而Rg則可根據斜率計算得出。

     

    圖1:德拜圖描繪了瑞利比作為sin2 (θ/2)的函數關系。y軸截距等于0°角下的瑞利比。

    圖1:德拜圖描繪了瑞利比作為sin2 (θ/2)的函數關系。y軸截距等于0°角下的瑞利比。

     

    最簡單的MALS檢測器僅在兩個點上對散射光強度進行測量,這樣的系統樣品流量最小,樣品保留時間也最短,并且由于結構簡單而成為市面上最便宜的MALS檢測器。不過,單憑兩個角度的檢測是難以建立起可靠的校正曲線的,尤其是當德拜曲線呈非線性的時候,而這種情況又比較常見。由于上述雙檢測點系統的數據外推質量和擬合度較差,因而在多數情況下這種檢測系統的結果可靠性也較低。

     

    現代MALS系統傾向于配備數量較多的檢測點,最先進的系統多達20個。因此,它們能夠擬合更加復雜的散射模式曲線,而不是簡單的直線。這對入射角度較小的情況來說特別重要,因為入射角度較小時,非線性特性會對所測量的分子量值產生很大的影響。與雙點檢測產品相比,上述多點檢測的系統能夠測得更精確的分子量和Rg數據。在選擇檢測系統時,檢測點的數量通常受到普遍的關注,但大家也應該認識到另外很重要的一點,就是盡管測量角度的增加使數據可靠推斷的可能性大大加強,但入射角度較小時,檢測器質量才是提高測量精度的最關鍵因素。

     

    三、MALS檢測器設計的發展

     

    隨著MALS系統內檢測點數量的增加,儀器在技術上的要求就更為復雜。在檢測系統的設計中,既要考慮能夠容納多個點檢測,又要做到不降低信噪比,這一點至關重要。為此,制造商開發出一些替代配置,結合不同的小體積樣品池設計及其它一些特點,極大提高了MALS技術的測量精度。

     

    任何MALS系統都有一個基本特點,就是配有樣品池,檢測點對置于其中的樣品進行測量。傳統MALS系統采用橫向樣品池設計,這樣,樣品就會以水平方式流經檢測點。入射的激光束通過樣品池端部射入,并按照與樣品流動相一致的方向穿過樣品池。檢測點被設計在流動相的同一平面上,并通過透鏡將光線聚焦其上。

     

    圖2:傳統MALS檢測器采用橫向樣品池,樣品沿入射光束同一平面進入該樣品池。

    圖2:傳統MALS檢測器采用橫向樣品池,樣品沿入射光束同一平面進入該樣品池。

     

    橫向樣品池設計可容納多個檢測點,但不一定具備小角度測量的最佳敏感度。對于這種結構,必須使用大樣品池,以容納更多數量的檢測點。大樣品池占用的體積會明顯增加,并限制了檢測點在低角度位置的可用物理空間。此外,由此造成的較淺入射角和折射角往往會使小角度測量的信噪比較差,從而降低測量精度。最后,由于不同流動相會引起折射率的變化,因此需要采用不同的透鏡來對入射角和折射角進行校正。


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